流动电流滴定法测量胶体电荷

北京因斯泰克自动化技术有限公司 屈力华 编著

• 简介

在造纸厂生产过程中，为了去除水里的胶体电荷（俗称阴离子垃圾），需要准确、可靠的测量方法，进而准确地投加化学品，提高生产率、减少生产成本。

在水处理行业，为了去除水中的颗粒物，也需要准确地测量水里胶体电荷的数量，进而优化絮凝剂添加。目前，国内很多水厂采用的烧杯实验法，就是为了确定添加絮凝剂的数量。但是此方法准确性差，耗时长。

当前上广泛使用流动电流滴定法测量胶体电荷。

胶体电荷的测量需要做二个事情，一是胶体滴定，滴定液通常是聚合电解质，二是滴定终点检测，即样品中达到电荷中和，即达到零电荷值或零ZETA电位值。

尽管有其它胶体电荷的检测方法，但是流动电流滴定法已经成为应用zui广泛的胶体电荷检测方法，特别是在造纸、水处理等行业。

• 流动电流电荷分析仪

下面是一款在美国被广泛应用的实验室电荷分析仪，

从这款仪器中，不难发现流动电流滴定法被广泛应用的原因：

1. 分析仪器的机械部件简单、耐用、易于更换。
2. 仪器不需要校准。
3. 分析方法不要求任何目视分析。
4. 分析方法可以自动操作。

下图是流动电流滴定法的电荷分析仪结构图。

典型的流动电流电荷分析仪包括测量单元（探头）和电子电路单元，测量单元由可以上下往复运动的活塞和活塞缸，在活塞缸中部和底部的二个测量电极以及连接导线构成。制造活塞和活塞缸zui常用的材料是聚四氟乙烯（PTFE）。

电荷分析仪的测量原理：通过电机驱动，精密的活塞在活塞缸内上下往复运动，产生液体的流动。活塞与活塞缸之间的环形空间充满了被检测的样品流体，样品中的胶体颗粒会暂时吸附在活塞和活塞缸壁上，其表面的净电荷静电吸引标准液中的相反电性的离子，进行中和作用。离子的布朗运动形成了离子的双电层分布，在外层的离子脱离吸引力随着液体流动，会在两个电极间产生电流，然后通过整流和放大，使得具有极性的流动电流值直接显示在仪器显示屏上。

实验室电荷分析仪使用聚合电解质（聚合物）或絮凝剂做滴定标准液来确定样品的电荷需求量。常用的聚合物阴离子标准液为PVS-Na (0.001N)或PVS-K（0.001N），阳离子标准液为Poly-DADMAC (0.001N)。

实验室电荷分析仪有自动型和手动型。自动型配有自动滴定仪，可根据输入的参数自动计算出电荷需求量。 手动型没有配置自动滴定仪，需要用户使用手动或半自动滴定仪滴加标准液，达到滴定终点后，手动计算出电荷需求量。计算公式如下：

电荷需求量（ueq/L）= 消耗的滴定液(ml)×滴定液当量浓度(eq/L)×1,000,000 / 样品容量(ml)

eq/L – 当量每升

ueq/L – 微当量每升

电荷需求量（ppm）= 消耗的滴定液(ml)×滴定液浓度(%)×1,000,000 / 样品容量(ml)

采用大容量水样测试功能的实验室电荷分析仪使得用户能够更准确地用未稀释的絮凝剂滴加水样（需要用微量移液管），特别适合滴加PAC（聚合氯化铝）或ACH（碱式氯化铝）。